《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》涉及一種U形傳熱管生產(chǎn)線，具體的說是一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線。

按照中國國家大力發(fā)展核電的總體戰(zhàn)略規(guī)劃，核電建設所用材料的需求量將大大增加，而核電站用合金材料，特別是某些關鍵設備所用傳熱管（如蒸汽發(fā)生器用Inconel690傳熱管）等一直依賴于從世界上僅有的三家制造商進口，分別為法國Valinox、日本住友和瑞典Sandvik；由于中國國外企業(yè)技術(shù)封鎖的緣故，產(chǎn)線在設計、建設期間沒有任何可以借鑒的資料和經(jīng)驗。

核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管的質(zhì)量要求高、生產(chǎn)過程工序繁多（從冷軋開始，到最終U形管包裝，超過了20個工序）、工藝流程長，而且整個生產(chǎn)過程中均為單機作業(yè)。尤其是管坯軋制到成品后，鋼管外徑＜∮20毫米，壁厚＜1毫米，長度近28000毫米，屬于超長、小口徑、薄壁管材，工序間的物料轉(zhuǎn)移難度非常大。因此，合理的產(chǎn)線工藝布局，對于連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，減少過程損失，提高成材率，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)尤為重要。

由于核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管的制造過程工序繁多、工藝流程長、過程單機作業(yè)以及成品管材的細長特性，成品工藝設備的上、下料臺所占區(qū)域較大（最長的達110米），整個產(chǎn)線若要按照單跨直線流程布置，整個廠房的長度將超過600米。這樣將增大產(chǎn)線建設投資，并且不利于現(xiàn)場的生產(chǎn)管理。

圖1是《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》生產(chǎn)線的布置示意圖。

2018年12月20日，《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

• 實施例1

該實施例是一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，產(chǎn)線布置如圖1所示，包括兩個相鄰的縱向跨區(qū)AB和BC和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區(qū)端部的并與兩個縱向跨區(qū)相鄰且垂直的橫向跨區(qū)DE，其中第一縱向跨區(qū)BC、第二縱向跨區(qū)AB和橫向跨區(qū)DE形成“Π”形生產(chǎn)線；第一縱向跨區(qū)BC的一端為管坯進口1，第二縱向跨區(qū)AB上與管坯進口對應的一端為管成品出口2，第一縱向跨區(qū)BC與橫向跨區(qū)DE的相鄰端為遠離管坯進口的中間管出口3a，第二縱向跨區(qū)AB與橫向跨區(qū)DE的相鄰端為遠離管成品出口的中間管進口3b；第一縱向跨區(qū)BC、第二縱向跨區(qū)AB和橫向跨區(qū)DE跨區(qū)（寬度方向）均為40米左右，第一縱向跨區(qū)BC、第二縱向跨區(qū)AB長度方向也超過了300米。管件可在這些區(qū)域內(nèi)通過轉(zhuǎn)運設備實現(xiàn)長度方向的傳送，不需要進行行車吊運和轉(zhuǎn)向操作，轉(zhuǎn)運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊，通過定距塊分別把上工序的出料逐支間隔開來和下工序的上料連接起來，實現(xiàn)鋼管得以平穩(wěn)的縱、橫移工作，避免了行車往返吊運轉(zhuǎn)移過程中的碰撞、彎曲變形的現(xiàn)象。

第一縱向跨區(qū)BC內(nèi)設有開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)，開坯作業(yè)區(qū)靠近管坯進口1，粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)沿第一縱向跨區(qū)BC的寬度方向并排設置并靠中間管出口3a；第二縱向跨區(qū)AB內(nèi)沿管成品出口2至橫向跨區(qū)DE方向依次設有包裝區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和彎管區(qū)，彎管區(qū)與中間管進口3b之間還設有成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)，成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)沿第二縱向跨區(qū)AB的寬度方向并排設置；橫向跨區(qū)DE內(nèi)沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區(qū)和第二成品橫移區(qū)，第一成品橫移區(qū)的寬度方向位置與粗軋區(qū)、精軋區(qū)和檢查區(qū)的寬度方向位置相對應，第二成品橫移區(qū)的寬度方向位置與熱處理區(qū)和成品精整檢驗區(qū)的寬度方向位置相對應。粗軋區(qū)和精軋區(qū)內(nèi)設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。成品精整檢驗區(qū)內(nèi)設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯(lián)合探傷機。彎管區(qū)內(nèi)設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。其它區(qū)域，如開坯作業(yè)區(qū)、第一成品橫移區(qū)、檢查區(qū)、熱處理區(qū)、第二成品橫移區(qū)、成品補充加熱區(qū)、彎管區(qū)、彎和包裝區(qū)只需根據(jù)具體工藝流程安裝在相應的位置即可。

物料在所述“Π”形生產(chǎn)線內(nèi)的流向為：從管坯進口1進入，依次經(jīng)過開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、第一成品橫移區(qū)、檢查區(qū)、熱處理區(qū)、第二成品橫移區(qū)、成品精整檢驗區(qū)、成品補充加熱區(qū)、彎管區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和包裝區(qū)，然后從管成品出口2完成成品發(fā)出，其中粗軋區(qū)和精軋區(qū)之間、檢查區(qū)和熱處理區(qū)之間以及成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)之間通過行車吊運，其余各區(qū)之間通過轉(zhuǎn)運設備輸送。生產(chǎn)線廠房共三跨，呈“Π”形布置，廠房設計時未采用常規(guī)的24米跨距，而是增大到近40米的跨距，長度方向也超過了300米。開坯區(qū)、成品區(qū)和彎管區(qū)等作業(yè)區(qū)分別設置在相鄰的兩跨縱向廠房內(nèi)（AB和BC跨），橫向廠房（DE跨）主要用于成品細長管的跨間轉(zhuǎn)運。管坯在“Π”形廠區(qū)內(nèi)從縱向廠房一端進入，按照固定的工藝流程在連通區(qū)域逐步推進，到成品從相鄰的縱向廠房另一端發(fā)出，整個過程非常流暢。

通過《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程中再配合以少量的行車吊運，690合金U形管的生產(chǎn)可做到真正意義上的“不落地”生產(chǎn)，保證了整個生產(chǎn)過程連續(xù)和穩(wěn)定進行，降低了管材污染的可能性。

除上述實施例外，《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》要求的保護范圍。

一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線專利目的

《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的目的在于：提出一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，可以解決超長管材（28米）需在多個生產(chǎn)跨區(qū)多次轉(zhuǎn)向的技術(shù)問題；使得690合金U形管的生產(chǎn)如何做到“不落地”生產(chǎn)，保證了整個生產(chǎn)過程連續(xù)和穩(wěn)定進行。

一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線技術(shù)方案

《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》實現(xiàn)以上發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，包括兩個相鄰的縱向跨區(qū)和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區(qū)端部的并與兩個縱向跨區(qū)相鄰且垂直的橫向跨區(qū)，其中第一縱向跨區(qū)、第二縱向跨區(qū)和橫向跨區(qū)形成“Π”形生產(chǎn)線；第一縱向跨區(qū)的一端為管坯進口，第二縱向跨區(qū)上與管坯進口對應的一端為管成品出口，第一縱向跨區(qū)與橫向跨區(qū)的相鄰端為遠離管坯進口的中間管出口，第二縱向跨區(qū)與橫向跨區(qū)的相鄰端為遠離管成品出口的中間管進口；第一縱向跨區(qū)內(nèi)設有開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)，開坯作業(yè)區(qū)靠近管坯進口，粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)沿第一縱向跨區(qū)的寬度方向并排設置并靠中間管出口；第二縱向跨區(qū)內(nèi)沿管成品出口至橫向跨區(qū)方向依次設有包裝區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和彎管區(qū)，彎管區(qū)與中間管進口之間還設有成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)，成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)沿第二縱向跨區(qū)的寬度方向并排設置；橫向跨區(qū)內(nèi)沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區(qū)和第二成品橫移區(qū)，第一成品橫移區(qū)的寬度方向位置與粗軋區(qū)、精軋區(qū)和檢查區(qū)的寬度方向位置相對應，第二成品橫移區(qū)的寬度方向位置與熱處理區(qū)和成品精整檢驗區(qū)的寬度方向位置相對應；物料在所述“Π”形生產(chǎn)線內(nèi)的流向為：從管坯進口進入，依次經(jīng)過開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、第一成品橫移區(qū)、檢查區(qū)、熱處理區(qū)、第二成品橫移區(qū)、成品精整檢驗區(qū)、成品補充加熱區(qū)、彎管區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和包裝區(qū)，然后從管成品出口完成成品發(fā)出，其中粗軋區(qū)和精軋區(qū)之間、檢查區(qū)和熱處理區(qū)之間以及成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)之間通過行車吊運，其余各區(qū)之間通過轉(zhuǎn)運設備輸送。

《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》進一步限定的技術(shù)方案是：

前述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，第一縱向跨區(qū)、第二縱向跨區(qū)和橫向跨區(qū)寬度方向的跨區(qū)為40米。

前述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，轉(zhuǎn)運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊。這樣，通過定距塊分別把上工序的出料逐支間隔開來和下工序的上料連接起來，實現(xiàn)鋼管得以平穩(wěn)的縱、橫移工作，避免了行車往返吊運轉(zhuǎn)移過程中的碰撞、彎曲變形的現(xiàn)象。

前述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，粗軋區(qū)和精軋區(qū)內(nèi)設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。成品精整檢驗區(qū)內(nèi)設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯(lián)合探傷機。彎管區(qū)內(nèi)設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。其它區(qū)域，如開坯作業(yè)區(qū)、第一成品橫移區(qū)、檢查區(qū)、熱處理區(qū)、第二成品橫移區(qū)、成品補充加熱區(qū)、彎管區(qū)、彎和包裝區(qū)只需根據(jù)具體工藝要求布置相應的常用設備即可實現(xiàn)《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的技術(shù)方案。

一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線改善效果

《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的技術(shù)效果為：

《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》生產(chǎn)線廠房共三跨，呈“Π”形布置，廠房設計時未采用常規(guī)的24米跨距，而是增大到近40米的跨距，長度方向也超過了300米。開坯區(qū)、成品區(qū)和彎管區(qū)等生產(chǎn)作業(yè)區(qū)分別設置在相鄰的兩跨縱向廠房內(nèi)（AB和BC跨），橫向廠房（DE跨）主要用于成品細長管的跨間轉(zhuǎn)運。管坯在“Π”形廠區(qū)內(nèi)從縱向廠房一端進入，按照工藝流程在連通區(qū)域逐步推進，到成品從相鄰的縱向廠房另一端發(fā)出，整個過程非常流暢。

690合金管材在BC跨內(nèi)軋制到成品階段后長度達28米，經(jīng)過脫脂、熱處理后，需要轉(zhuǎn)運至相鄰的AB跨內(nèi)進行下工序的生產(chǎn)。由于廠房的柱間距為8米，要實現(xiàn)成品管的跨間（BC跨→AB跨）轉(zhuǎn)運，管材必須在AB跨內(nèi)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)運至BC跨后再次轉(zhuǎn)向，才能符合生產(chǎn)的工藝流向，這種物料轉(zhuǎn)運方式在廠房內(nèi)所需區(qū)域極大，而且不便于操作。為了解決這個問題，在兩相鄰縱向廠房的端部設計了與其垂直的橫向廠房（DE跨，跨距近40米），成品管可在橫向廠房區(qū)域內(nèi)通過鏈式橫移機構(gòu)實現(xiàn)橫向傳送，不需要進行行車吊運和轉(zhuǎn)向操作。

通過《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程中再配合以少量的行車吊運，690合金U形管的生產(chǎn)可做到真正意義上的“不落地”生產(chǎn)，保證了整個生產(chǎn)過程連續(xù)和穩(wěn)定進行，降低了管材污染的可能性。《一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線》的生產(chǎn)線布置使得690合金U形管的生產(chǎn)過程順暢，產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的保障，滿足核電產(chǎn)品的高標準要求。

1.一種核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：包括兩個相鄰的縱向跨區(qū)（AB、BC）和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區(qū)端部的并與兩個縱向跨區(qū)相鄰且垂直的橫向跨區(qū)（DE），其中第一縱向跨區(qū)（BC）、第二縱向跨區(qū)（AB）和橫向跨區(qū)（DE）形成“Π”形生產(chǎn)線；所述第一縱向跨區(qū)（BC）的一端為管坯進口（1），所述第二縱向跨區(qū)（AB）上與所述管坯進口對應的一端為管成品出口（2），所述第一縱向跨區(qū)（BC）與所述橫向跨區(qū)（DE）的相鄰端為遠離所述管坯進口的中間管出口（3a），所述第二縱向跨區(qū)（AB）與所述橫向跨區(qū)（DE）的相鄰端為遠離所述管成品出口的中間管進口（3b）；所述第一縱向跨區(qū)（BC）內(nèi)設有開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)，所述開坯作業(yè)區(qū)靠近所述管坯進口（1），所述粗軋區(qū)、精軋區(qū)、檢查區(qū)和熱處理區(qū)沿所述第一縱向跨區(qū)（BC）的寬度方向并排設置并靠所述中間管出口（3a）；所述第二縱向跨區(qū)（AB）內(nèi)沿所述管成品出口（2）至所述橫向跨區(qū)（DE）方向依次設有包裝區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和彎管區(qū)，所述彎管區(qū)與所述中間管進口（3b）之間還設有成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)，所述成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)沿所述第二縱向跨區(qū)（AB）的寬度方向并排設置；所述橫向跨區(qū)（DE）內(nèi)沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區(qū)和第二成品橫移區(qū)，所述第一成品橫移區(qū)的寬度方向位置與所述粗軋區(qū)、精軋區(qū)和檢查區(qū)的寬度方向位置相對應，所述第二成品橫移區(qū)的寬度方向位置與所述熱處理區(qū)和成品精整檢驗區(qū)的寬度方向位置相對應；物料在所述“Π”形生產(chǎn)線內(nèi)的流向為：從所述管坯進口（1）進入，依次經(jīng)過開坯作業(yè)區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、第一成品橫移區(qū)、檢查區(qū)、熱處理區(qū)、第二成品橫移區(qū)、成品精整檢驗區(qū)、成品補充加熱區(qū)、彎管區(qū)、彎管后作業(yè)區(qū)和包裝區(qū)，然后從所述管成品出口（2）完成成品發(fā)出，其中粗軋區(qū)和精軋區(qū)之間、檢查區(qū)和熱處理區(qū)之間以及成品精整檢驗區(qū)和成品補充加熱區(qū)之間通過行車吊運，其余各區(qū)之間通過轉(zhuǎn)運設備輸送。

2.如權(quán)利要求1所述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：所述第一縱向跨區(qū)（BC）、第二縱向跨區(qū)（AB）和橫向跨區(qū)（DE）寬度方向的跨區(qū)為40米。

3.如權(quán)利要求1所述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：所述轉(zhuǎn)運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，所述鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊。

4.如權(quán)利要求1所述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：所述粗軋區(qū)和精軋區(qū)內(nèi)設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。

5.如權(quán)利要求1所述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：所述成品精整檢驗區(qū)內(nèi)設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯(lián)合探傷機。

6.如權(quán)利要求1所述的核電蒸發(fā)器用690合金U形傳熱管生產(chǎn)線，其特征在于：所述彎管區(qū)內(nèi)設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。

蒸發(fā)冷卻被應用于工業(yè)過程和空調(diào)系統(tǒng)中以降低不同流體的溫度,其工作過程涉及空氣和水的兩相流、兩相流的傳熱傳質(zhì)及傳熱和傳質(zhì)間的耦合。文獻 主要研究了立管式蒸發(fā)式冷凝器的傳熱特性,建立了一個一維、穩(wěn)態(tài)的性能計算模型.實驗結(jié)果表明,氣-液界面的熱阻是立管式蒸發(fā)式冷凝器熱傳遞過程中的主要熱阻,彈簧插入物有助于提高其傳熱性能.所得的結(jié)論為該種設備的設計提供了更多的參考信息.

毛細結(jié)構(gòu)中的相變現(xiàn)象廣泛存在于自然界和許多領域中，是一個較為復雜的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象，迄今對其機理還缺乏比較系統(tǒng)的認識。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，近幾年在前蘇聯(lián)、美國和德國等技術(shù)發(fā)達國家業(yè)已開始了這方面相關的研究工作。毛細結(jié)構(gòu)中的蒸發(fā)傳熱過程與常規(guī)蒸發(fā)過程在本質(zhì)上有差異。毛細管是毛細多孔材料的基本結(jié)構(gòu)形式之一，其有效孔徑可由毫米量級到數(shù)十納米量級，并在化工、制冷和空間技術(shù)等許多方面具有廣泛的應用背景。毛細管內(nèi)的汽化和凝結(jié)過程是復雜毛細結(jié)構(gòu)中汽液相變過程的基礎。

汽液彎月面上的蒸發(fā)傳熱過程因在各種毛細材料中的汽液兩相過程中起著相當重要的作用而受到重視。P.C.W ayner Jr、S.A.Kovalev和S.L.Solovyev以及D .Khrustalev等研究了汽液彎月界面上的蒸發(fā)傳熱過程，并指出其擴展微細液膜區(qū)在整個彎月面的傳熱過程中起著重要的作用。毛細管內(nèi)的蒸發(fā)是一個毛細管內(nèi)所形成的空間彎曲界面上的熱質(zhì)傳遞過程,熱量的傳遞主要通過相變過程中質(zhì)量的遷移來實現(xiàn)。

文獻 在綜合考慮毛細管內(nèi)擴展微細液膜和彎月界面上傳熱傳質(zhì)過程的基礎上，對毛細管內(nèi)的蒸發(fā)傳熱機理進行較為深入的分析，提出了其傳熱性能的計算方法，并作了實例計算。毛細管內(nèi)的蒸發(fā)彎月面可分為平衡穩(wěn)定液膜區(qū)、過渡液膜區(qū)和彎月面彎曲區(qū)。熱質(zhì)傳遞過程發(fā)生在過渡液膜區(qū)和彎月面彎曲區(qū)。計算結(jié)果表明:在過渡液膜區(qū)具有很高的換熱系數(shù)，毛細管徑的增大將導致毛細管內(nèi)換熱系數(shù)的下降。2100433B